机械转子实验台的振动和噪声测试及分析综合实验.docx

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1、机械测试技术实验实验报告机械转子试验台的振动和噪声测试及分析综合实验班级：机自04西安交通大学机械基础实验教学中心机械转子试验台的振动和噪声测试及分析综合实验一实验目的：针对机械转子实验台，能够较熟练地掌握机械动态信号（振动、噪声等）测试系统设计、测试系统搭建、数据采集及信号处理的方法和技术。二实验要求：要求学生自行设计和构建机械转子实验台在工作条件下的动态信号（振动、噪声等）测试方法，利用计算机测试系统采集实验台的振动和噪声动态信号，并且通过对测量的动态信号处理，分析转子实验台在工作中的动态特性。三实验过程：实验分为四个部分通过

2、对轴心轨迹的测量来观察转子不平衡引起的回转运动；测量转子转动引起的振动的时域和频域分析；测量转动噪声的时域和频域；最后进行噪声和振动的相干性分析，判断实验的在一定频率下的噪声是否由转子的振动引起。四实验内容：a.针对转子实验台对象，按照机械动态特性测试要求，完成机械振动和噪声的计算机测试系统设计；b.选用合适的振动和噪声测试传感器及其信号调理装置；c.构建计算机测试系统，掌握振动和噪声信号分析软件使用方法；d.自主完成转子实验台振动和噪声的测量、信号采集；e.通过信号分析，得出转子实验台在不同转速下的振动和噪声的时域波形、频谱；并

3、对转子实验台的动态特性进行分析评价。五提供的主要仪器：机械动态信号测量与信号采集分析系统机械转子实验台加速度传感器速度传感器电涡流位移传感器光电传感器噪声测量仪计算机六实验数据及分析6.1转子轴心轨迹测试实验轴轨迹是指转子轴心相对于试验台在与轴垂直的平面内的运动轨迹，通过两个互为的90度垂直的电涡流传感器测出在X轴和Y轴的振动矢量的叠加。若转子各方向的弯曲刚度和支承刚度相同，则轴心轨迹为圆；若不相等，则为椭圆或其他复杂的图形。以下是实验所得图像：通过图像可知，轴心轨迹图不是圆，而是一个光滑的曲线，可知轴正在各个方向振动的幅值不一样

4、，也即转子转动不平衡。6.2转子振动分析反映转子振动的幅值在一定转速下随时间变化的规律，我们在不同的两个转速下测出转子在振动时的幅值关系，如下图6.2.1时域分析图像如下n=1500rpmn=2018rpm6.3.2转子振动的频谱分析n=3012由图看出，振动信号表现出明显的谐波特性。主要的峰值出现在工频处（3000/60=50Hz）及二倍工频处，其他峰值所对应的频率也基本为工频的谐波，振动信号的这种的谐波特性，说明引起转子振动的主要激励源为以工频为工作周期运动的机构或部件，对于此实验来说即为转子在转速3000rpm下的由于转子转

5、动的不平衡引起的。6.3机械转子噪声分析6.3.1机械转子噪声的时域分析由于噪声是一种随机信号，即无法用确定的时间函数来表示的信号。在时域图中，它的大小随时间随机变化，加上环境噪声的不规律影响，得到噪声随时间的变化时很不稳定的随机信号。6.3.机械转子振动噪声的频域分析由噪声的频域分析图像可以看出，噪声信号在低频段的能量交大，在中频段和高频段能量较小。由此，我们假设低频段的噪声主要是由机械转子的振动引起，而中频段和高频段主要是由于环境噪声引起。低频段噪声信号是由环境噪声和转子振动噪声叠加起来的，因此应该具有比较大的能量。6.4机械

6、转子振动和噪声的相干性分析图为横坐标为不同的频率，纵坐标为相干系数表征在不同频率下的振动和噪声的相干性，由图可知，在整个分频带内，有许多频率对应的相干系数都较大，在大概35Hz（转速为2018rpm,工频为34Hz）的时候我们看到相干函数值0.95，说明振动和噪声的相干性很好。故可知该噪声和机械转子的振动在工频处有很大程度的相关程度，因此若要降低噪声，应从抑制转子的振动方面考虑。而转子振动由于其不平衡引起。七实验总结由于本次实验没有很多的指导，不像之前的实验，我们需要自己做出实验方案，搭建实验测试系统，这对我们温习课本中的知识很是

7、重要；通过本次实验，更加熟悉了解电涡流传感器、光电传感器等的原理及其在工业控制中的实际应用；通过测试系统各部分的搭建，对于信号的采集、调理、分析有了进一步的认识；通过对机械转子的研究，深入了解转子轴心的震动、转子噪声信号的产生机理，并通过相关分析研究噪声和震动的相干关系；